Nukleotidu - co je to? Složení, struktura, počet a sekvence nukleotidů v DNA řetězci

Veškerý život na naší planetě se skládá z mnoha buněk, které podporují uspořádání jejich organizace na úkor obsažené v jádře genetické informace. To je ještě přítomen, prováděna a přenáší komplexní makromolekulární sloučeniny - nukleová kyselina skládající se z monomerních jednotek - nukleotidy. je nemožné přecenit úlohu nukleových kyselin. Stabilita svých struktur určených normální funkci organismu, a jakékoliv odchylky ve struktuře nevyhnutelně vést ke změnám v buněčné organizaci, činnost fyziologických procesů a životaschopnost buněk obecně.

Pojem nukleotidu a její vlastnosti

Každá molekula DNA nebo RNA se skládá z menších monomerních sloučenin - nukleotid. Jinými slovy, jsou nukleotidy - stavební bloky nukleových kyselin, koenzymy a mnoho dalších biologických sloučenin, které jsou kritické pro buňky v průběhu jeho životnosti.

Mezi hlavní vlastnosti těchto základních látek zahrnují:

• ukládání informací o struktuře bílkovin a dědičných znaků;
• Ovládání přes růst a rozmnožování;
• podílet se na metabolismu a mnoho dalších fyziologických procesů v buňce.

Složení nukleotidů

Mluvíme o nukleotidů, nemůžeme zabývat tak důležité otázce jako jejich struktury a složení.

Každý nukleotid se skládá z:

• sacharidový zbytek;
• dusíkaté báze;
• fosfátová skupina nebo zbytek kyseliny fosforečné.

Dá se říci, že nukleotidová - komplexní organické sloučeniny. V závislosti na konkrétním složení a typu dusíkatých bází v nukleotidové pentózy struktury nukleové kyseliny dělí na:

• deoxyribonukleová kyselina nebo DNA;
• ribonukleová kyselina, nebo RNA.

Složení nukleové kyseliny

Cukr nukleová kyselina-pentózy je zobrazena. Tento pěti-uhlík cukru v DNA se nazývá deoxyribóza, RNA - ribóza. Každá molekula má pentózy pět atomů uhlíku, z nichž čtyři společně s atomem kyslíku tvoří pěti-členný kruh, a pátý díl skupiny HO-CH2.

Pozice každého atomu uhlíku v molekule, pentózy označeny arabské číslo s předním (1C ‚2c‘, 3C ‚4C‘, 5C "). Vzhledem k tomu, všechny procesy čtení genetické informace s molekulami nukleové kyseliny mají striktní směrovost, číslování atomů uhlíku a jejich uspořádání v kruhu slouží jako ukazatel na správném směru.

Hydroxylová skupina na třetí a páté atomů uhlíku (a 3S ‚5S‘), zbytek je vázán kyselina fosforečná. Ten určuje chemickou identitu DNA a RNA do skupiny kyselin.

První uhlíkový atom (1S ') dusíkatá báze připojené k molekule cukru.

Druhové složení dusíkaté báze

Nukleotidy DNA dusíkatých bází jsou znázorněny čtyři druhy:

• adenin (A);
• guanin (G);
• cytosin (C);
• thymin (T).

První dva patří do třídy purinů, poslední dvě - pyrimidin. Molekulová hmotnost purin pyrimidin je vždy těžší.

Nukleotidy RNA dusíkaté báze zástupci:

• adenin (A);
• guanin (G);
• cytosin (C);
• uracil (U).

Uracil stejně jako thymin, je pyrimidinová báze.

Ve vědecké literatuře a lze často najít jiné označení dusíkatých bází - Latinská písmena (A, T, C, G, U).

Větší detail chemická struktura purinů a pyrimidinů.

Pyrimidinů, a to, cytosin, thymin a uracil, ve struktuře reprezentován dvěma atomy dusíku a čtyřmi atomy uhlíku, které tvoří šestičlenný kruh. Každý atom má své vlastní číslo od 1 do 6.

Puriny (adenin a guanin) se skládá z pyrimidinu a imidazol nebo dvěma heterocykly. Molekula purinové báze zastoupena čtyřmi atomy dusíku a pěti atomy uhlíku. Každý atom číslovány od 1 do 9.

Takto získaná sloučenina obecného dusíkatou bází a pentózy zbytek tvořený nukleosid. Nukleotid - nukleosidový sloučenina a fosfátová skupina.

Tvorba fosfodiesterových vazeb

Je důležité pochopit otázku, jak kombinovat nukleotidů v polypeptidovém řetězci za vzniku molekuly nukleové kyseliny. To se děje v důsledku tzv fosfodiesterových vazeb.

Interakce dvou nukleotidů dává dinukleotid. Příprava nových sloučenin se vyskytuje kondenzací mezi fosfátovým zbytkem jednoho monomeru a jiným hydroxy pentózy fosfodiesterové vazby dochází.

Syntéza Polynukleotid - opakované opakování této reakce (několik miliónů krát). Polynukleotid řetěz je konstruován vytvořením fosfodiesterové vazby mezi třetí a pátou uhlíky cukrů (3S ‚a 5S‘).

Sestavení Polynukleotid - složitý proces, který probíhá, když se enzym DNA polymerázu, který poskytuje pouze růst řetězce na jednom konci (3 ‚) s volnou hydroxylovou skupinou.

Struktura molekuly DNA

Molekula DNA, stejně jako protein může být primární, sekundární a terciární struktura.

Sekvence nukleotidů v DNA řetězce definuje jeho primární struktury. Sekundární struktura je tvořena v důsledku vodíkové vazby, jehož základě výskyt podle principu komplementarity. Jinými slovy, v syntéze DNA dvoušroubovice působí určitou pravidelnost: adenin, thymin odpovídá obvodu jiné, guanin - cytosin a naopak. Páry adeninu a thymin nebo guanin a cytosin jsou tvořeny dvěma v prvním a v druhém případě tří vodíkových vazeb. Taková sloučenina je pevnou vazbu nukleotidových řetězců a ve stejné vzdálenosti mezi nimi.

Znalost sekvenci nukleotidů v řetězci DNA podle principu komplementarity může být prodloužena druhou nebo doplněk.

Terciární struktura komplexu DNA je tvořena trojrozměrné vazeb, které molekula což je více kompaktní a schopné umístěny v malém objemu buňky. Například, E. coli DNA délka je větší než 1 mm, přičemž délka buňky - méně než 5 mikronů.

Počet nukleotidů v DNA, a to je jejich kvantitativní vztah se řídí pravidlem Chergaffa (množství purinových bází jsou vždy rovná množství pyrimidinu). Vzdálenost mezi nukleotidy - konstanta rovna 0,34 nm, a jejich molekulová hmotnost.

Struktura molekuly RNA

RNA je reprezentována jedním polynukleotidového řetězce, tvořený kovalentních vazeb mezi pentózy (ribosy v tomto případě) a fosfátovou skupinu. Na délku je mnohem kratší DNA. Druhové složení z dusíkatých bází v nukleotidových a existují rozdíly. RNA pyrimidinová báze tymin místo uracilu použity. V závislosti na funkcích, prováděných v těle, může být RNA ze tří typů.

• Ribozomální (rRNA) - bude obecně obsahovat od 3000 do 5000 nukleotidů. Jako nezbytné konstrukční prvek se podílí na tvorbě aktivního centra ribozomů, umístění jednoho z nejdůležitějších procesů v buňce - biosyntézy proteinů.
• Doprava (tRNA) - skládá se z průměru 75 - 95 nukleotidů, provádí převod do místa syntézy aminokyselin polypeptidu požadované v ribozomu. Každý typ tRNA (nejméně 40) má svůj vlastní jen na to sekvenci nukleotidů nebo monomerů.
• Information (RNAi) - v složením nukleotidů je velmi rozmanitá. Přenos genetické informace z DNA na ribozomy, působí jako templát pro syntézu molekuly proteinu.

Úloha nukleotidů v těle

Nukleotidů v buňce vykonávat řadu důležitých funkcí:

• se používají jako stavební kameny pro nukleové kyseliny (nukleotid purinu a pyrimidinu série);
• jsou zapojeny do mnoha metabolických procesů v buňce;
• součástí ATP - hlavní zdroj energie v buňkách;
• působí jako přenašeči redukční ekvivalenty v buňce (NAD +, NADP +, FAD, FMN);
• působí jako bioregulátory;
• mohou být považovány za druzí poslové extracelulární pravidelné syntézy (např. CAMP nebo cGMP).

Nukleotid - monomerní jednotka, která tvoří více komplexních sloučenin - nukleové kyseliny, bez kterého by přenos genetické informace, jejich ukládání a přehrávání. Volné nukleotidy jsou hlavní složky podílející se na signál energetických procesů a podpůrných buněk a normální fungování celého organismu.